Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С юз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130677 (21) 2496185/25-28 (51)М. Кл.

G 01 B 11/00 с присоединением заявки N9

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень Йо 26 (53) V4K 5З1.71 (088.8) Дата опубликования описания 180780 (?2) Авторы изобретения

В.A. Соломатин и В.A. Шилин

Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно, к конструкции устройств для измерения углов поворота.

Известен фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, в котором между измерительной и опорной решетками и модулирующим диском устанавливается дополнительная неподвижная растровая радиальная решетка, чис ло прозрачных штрихов которой отличается от числа штрихов первых двух решеток $1j .

Однако этот преобразователь -имеет t5 недостаточно высокую чувствитель-, ность °

Наиболее близким техническим решением к изобретению является фотоэлектрический преобразователь, со- 20 держащий корпус, измерительную ось, предназначенную для скрепления с контролируемым объектом, растр, установленный соосно с измерительной осью, опорный канал, скрепленный с корпусом и содержащий оптически связанные через растр источник излучения, оптическую систему и фотоприемник, информационный канал, скрепленный с измерительной осью и выполнен- 30 ный аналогично опорному, и регистрирующее устройство $2) .

Однако для увеличения чувствительности и точности требуется уменьшить шаг растра. Растры с малым шагом технологически сложны и дорогостоящи.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый преобразователь снабжен дополнительными п парами опорных и информативных каналов, выполненных и закрепленных аналогично основным каналам и разнесенных один относительно другого по рабочему участку растра на угловое расстояние

Tv

Т + — и+ 1 где Т вЂ” целое число периодов. растра, и схемой обработки сигналов, выполненной в виде (2n+ 2) усилителейограничителей, вход каждого иэ которых соединен с выходом одного из фотоприемников и двух суммирующих устройств, соединенных входами с выходами усилителей-ограничителей соответственно информативного и опорного каналов, а выходами — со входами регистрирующего устройства.

748127

5 (О

20

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 — размещение опорных и информативных каналов по окружности сканирования.

Преобразователь содержит корпус 1, измерительную ось 2,.предназначенную для скрепления с контролируемым объектом, растр 3, установленный соосно с измерительной осью, опорные

4-6 и информативные 7-9 каналы, каждый из которых состоит из оптически связанных через растр источника излучения, оптической системы и фотоприемника, а также регистрирующее устройство (не показано) и схему обработки сигналов, выполненную в виде усилителей-ограничителей 10,11,12, 13,14,15 и двух суммирующих устройств

16 и 17. Выходы фотоприемников 18-20 опорных каналов подключены к входам усилителей-ограничителей 10-12, а выходы фотоприемников 2"-23 информативных каналов подключены к входам усилителей-ограничителей 13-15. Усилители-ограничители 10-12 имеют ныход на суммирующее устройство 16, выходы усилителей-ограниччтелей 13-15 связаны с суммирующим устройством 17.

Среди опорных и информативных каналов каналы 4 и 7 являются основными, а каналы 5 и 6,8 и 9 — дополнительными (в данном случае рассматривается вариант, когда n — число дополнительных пар опорных и информативных каналов равно двум). Кроме того, для этого же случая (n = 2) угловое расстояние между фотоприемниками выбрано таким образом, что начальная фаза с фотоприемника 18 канала 5 опережает начальную фазу сигнала с фотоприемника 2,0 канала 4 на 120С, а начальная фаза с фотоприемника 19 канала 6 отстает от начальной фазы с фотоприемника 20 на 120 . Угловое расстояние между Фотоприемниками информативного, канала выбирается так же, как и н опорном канале.

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении растра 3 на выходе фотоприемников опорных и измерительных, каналов образуется электрический сигнал с несущей частотой.

Начальные фазы сигналов с фотоприемников 18-20 опорных каналов постоянны. После усилителей-ограничит лей 10-12 зти сигналы, имеющие нид меандров, сдвинутых друг относительно друга по фазе на 120О, поступают на суммирующее устройство 16. На выходе суммирующего устройства частота сигнала в три раза больше. В исходном положении оси 2 начальные фазы сигналов с фотоприемников 21-23 информативных каналов совпадают с начальными фазами сигналов опорных каналов. После прохождения усилителейограничителей 13-15 и алгебраическо25

ЗО

50 го суммирования в устройстве 17 информативный сигнал по фазе и частоте совпадает с опорным.

При повороте оси 2 на некоторый угол начальные фазы сигналов с каждого фотоприемника информативного „ канала изменяются на величину à f — l

Tv например при с = —, на 60 . На выт о

/ .

G ходе суммирующего устройства 17 начальная фаза информативного сигнала изменяется на величину н три раза большую, т.е. на 180 .

Таким образом, ннеденйе в конструкцию и дополнительных пар опорных и информативных каналов, размещенных на определенном угловом расстоянии друг относительно друга, а также снабжение преобразователя схемой обработки сигналов н виде (2п + 2) усилителей-ограничителей, дает возможность увеличить коэффициент преобразования выходных сигналов, повысить чув"тнительность и точность измерений.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий корпус, измерительную ось, предназначенную для скрепления с контролируемым объектом, растр, установленный соос но с измерительной осью, опорный канал, скрепленный с корпусом и содержащий оптически связанные через растр источник излучения, оптическую систему и фотоприемник, информатинный канал, скрепленный с измерительной осью и выполненный аналогично опорному, и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительными и парами опорных и информативных каналов, выполненных и закрепленных аналогично основным каналам и разнесенных один относительно другого по рабочему участку растра на угловое расстояние

Tv.

У n + 1 где T> — целое число периодов растра, и схемой обработки сигналов, выполненной в виде (2n + 2) усилителейограничителей, вход каждого из которых соединен с выходом одного из фотоприемников, и двух суммирующих устройств, соединенных входами с выхода1 ми усилителей-ограничителей соответственно информативного и опорного каналов, а выходами — co входами регистрирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Преслухин Л.И. и др. Фотоэлектрические преобразователи информации, N., "Машиностроение", 1974, с. 206207.

2. Авторское свидетельстно СССР

М 519008, кл. G 01 8 11/26, 1974 (прототип).

748127

Заказ 4219/26

Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Грачев

Редактор M. Харитонова Техред A. Щепанская Корректор Ю. Макаренко